JPS628419B2 - - Google Patents

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JPS628419B2
JPS628419B2 JP58010222A JP1022283A JPS628419B2 JP S628419 B2 JPS628419 B2 JP S628419B2 JP 58010222 A JP58010222 A JP 58010222A JP 1022283 A JP1022283 A JP 1022283A JP S628419 B2 JPS628419 B2 JP S628419B2
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JP
Japan
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trimethylolheptane
octylaldehyde
dioxane
organic layer
reaction
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Application number
JP58010222A
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JPS59137431A (ja
Inventor
Yasuo Tokito
Noriaki Yoshimura
Masuhiko Tamura
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はn−オクチルアルデヒドをホルムアル
デヒドによつてメチロール化させることによるト
リメチロールヘプタンの製造方法に関する。
一般式RCH2CHO(R:脂肪族炭化水素基)で
示される脂肪族アルデヒドを塩基の存在下にホル
ムアルデヒドと反応させるとRC(CH2OH)3で示
されるトリメチロールアルカンが得られることは
既によく知られている。なかんずくn−ブチルア
ルデヒドからのトリメチロールプロパンの製造は
工業的にも大規模に実施され、該トリメチロール
プロパンはアルキツド樹脂、ポリウレタン、ポリ
エステルなどの原料として使用されている。n−
ブチルアルデヒドおよびトリメチロールプロパン
はともに水への溶解度が大きいので、n−ブチル
アルデヒドのメチロール化によるトリメチロール
プロパンの合成反応は水溶液中においても終始均
一系を保持しながら実施することが可能である。
n−オクチルアルデヒドから得られるトリメチロ
ールヘプタンはトリメチロールプロパンと比較し
て基礎物性上優れた点も多いが、n−オクチルア
ルデヒドが高価なことならびにn−オクチルアル
デヒドおよび生成物であるトリメチロールヘプタ
ンが水に実質的に不溶であるのでその製法には幾
多の問題点を包含していることもあり、トリメチ
ロールヘプタンは工業的規模で生産されるには至
つていない。
従来、トリメチロールヘプタンの製造法とし
て、界面活性剤の存在下にn−オクチルアルデヒ
ドをメチロール化する方法〔J.Amer.Chem.Soc.
76,1697〜9(1954)〕、エタノールを共存させ
ることによつて反応系を均一に保ちながらn−オ
クチルアルデヒドをメチロール化する方法
〔Acta.Chem.Scand.,16,1062(1962)〕が提案
されているが、いずれの方法においてもトリメチ
ロールヘプタンの収率は高々60%程度であり、工
業的に満足しうるものではなかつた。
本発明者らは先にブタジエン、水および水素を
出発原料とするn−オクチルアルデヒドの有利な
製造法を見出した(特願昭56−204997号)。かか
る観点から本発明者らはn−オクチルアルデヒド
から工業的に有利にトリメチロールヘプタンを製
造する方法を開発するために鋭意研究を行なつた
結果、本発明に到達した。すなわち、本発明によ
れば、 (1) テトラヒドロフランまたはジオキサン中でア
ルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水
酸化物の存在下にn−オクチルアルデヒドとホ
ルムアルデヒドとを反応させることによつてト
リメチロールヘプタンを合成し、 (2) 工程(1)で得られる反応混合液を蒸留に付して
テトラヒドロフランまたはジオキサンを留去
し、次いで蒸留残液を60℃以上の温度に保持す
ることによつて有機層と水層とに分離し、 (3) 工程(2)で得られる有機層を酸触媒および水の
存在下に加熱処理したのち、これに炭素数6〜
9の芳香族炭化水素を加えてトリメチロールヘ
プタンの結晶を晶出分離する、ことによつてト
リメチロールヘプタンを高収率かつ高純度で製
造することができる。
本発明の方法においてホルムアルデヒドとして
は通常ホルムアルデヒド水溶液が用いられる。ホ
ルムアルデヒド水溶液としては工業的に入手可能
な5〜50wt.%ホルムアルデヒド水溶液をそのま
ま使用することができる。反応液中のn−オクチ
ルアルデヒドの仕込み濃度としては反応混合液に
対して2〜20wt.%の範囲内の濃度が好ましい。
ホルムアルデヒドの使用量はn−オクチルアルデ
ヒドに対するモル比で3/1〜6/1、とくに
3.3/1〜4.2/1であることが好ましい。上記モ
ル比が3/1未満の場合には未反応n−オクチル
アルデヒドの残存量が増大し、ジ−トリメチロー
ルヘプタンなどの副生物の生成割合が増大するの
で好ましくない。またモル比が6/1を越えると
各種ホルマール類の副生量が増大し、未反応ホル
ムアルデヒドの回収費が増大するので工業的に好
ましくない。
アルカリ金属水酸化物およびアルカリ土類金属
水酸化物の具体例としては、水酸化リチウム、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシ
ウム、水酸化バリウムなどを挙げることができる
が、反応成績および価格を考慮すると水酸化ナト
リウムがとくに好ましい。これらアルカリ金属ま
たはアルカリ土類金属の水酸化物の使用量として
はn−オクチルアルデヒドに対するモル比で
1.0/1〜1.5/1の範囲が好ましい。反応温度と
しては約5〜100℃の範囲、とくに好ましくは30
〜50℃の範囲内の温度が選ばれる。
本発明の方法に従うn−オクチルアルデヒドの
メチロール化反応はテトラヒドロフランまたはジ
オキサン中で行われ、これにより反応速度および
トリメチロールヘプタンの収率を高めることがで
きる。従来、n−オクチルアルデヒドのメチロー
ル化反応における反応溶媒として低級アルコール
を用いることが提案されているが、本発明者らの
詳細な検討によると、これらの低級アルコール中
で反応を行なつた場合には各種のホルマール類、
ヘミホルマール類が副生し、トリメチロールヘプ
タンの収率が著しく低下することが判明した。ま
た炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、ならびに
テトラヒドロフランおよびジオキサンを除くエー
テル類は反応条件下において化学的に安定である
が、反応速度、トリメチロールヘプタン収率、ト
リメチロールヘプタン分離工程の煩雑さなどを考
慮するとこれらは反応溶媒としては不適当であ
る。テトラヒドロフランまたはジオキサンは反応
混合液に対する重量比で0.05〜0.9の範囲内の量
用いられる。これら溶媒の使用量が反応混合液に
対する重量比で0.05より少ない場合には反応速度
が遅くなり、逆に溶媒使用量が0.9を越える場合
には溶媒回収費が増大するので好ましくない。
n−オクチルアルデヒドのメチロール化反応を
具体的に実施する方法としては、イ)テトラヒド
ロフランまたはジオキサンを含む水溶液にn−オ
クチルアルデヒド、ホルムアルデヒド水溶液およ
びアルカリ金属またはアルカリ土類金属水酸化物
の水溶液を同時に添加しながら反応させる方法、
ロ)ホルムアルデヒド水溶液とテトラヒドロフラ
ンまたはジオキサンからなる混合液にn−オクチ
ルアルデヒドおよびアルカリ金属またはアルカリ
土類金属水酸化物の水溶液を同時的に添加しなが
ら反応させる方法、ハ)ホルムアルデヒド水溶
液、テトラヒドロフランまたはジオキサンおよび
n−オクチルアルデヒドからなる混合液にアルカ
リ金属またはアルカリ土類金属水酸化物の水溶液
を添加しながら反応させる方法、の三通りが考え
られるが、本発明者らの検討によれば、ロ)の方
法がトリメチロールヘプタンの収率を高めるうえ
で最も好ましいことがわかつた。なお、ロ)の方
法においてn−オクチルアルデヒドはテトラヒド
ロフランまたはジオキサンで部分的に希釈して用
いることもできる。これら反応試剤の添加速度は
反応温度および反応器の冷却能力によつて規定さ
れることは云うまでもない。
メチロール化反応後、反応混合液中に残存する
未反応ホルムアルデヒドは通常、アルカリ存在下
に加熱処理することによりギ酸塩に変換される。
加熱処理後の反応混合液についてギ酸もしくは鉱
酸によつて中和処理を施したのち、蒸留によつて
溶媒の大部分または全量が回収される。溶媒留去
後の残液を60℃以上の温度に保持すると該残液は
主としてトリメチロールヘプタンからなる有機層
と主としてギ酸塩からなる水層に分離する。な
お、この場合上記残液の保持温度が60℃に満たな
いと結晶が一部析出したり、また有機層の分液性
が悪くなるので好ましくない。得られる有機層は
酸触媒および水の存在下に加熱処理され、これに
より該有機層中に少量混在する種々のホルマール
類が加水分解される。この処理によつてトリメチ
ロールヘプタンの取得率および純度を向上させる
ことができる。使用しうる酸触媒としては硫酸、
塩酸等の鉱酸、ギ酸、酢酸、蓚酸、ベンゼンスル
ホン酸等の有機酸、シリカ−アルミナ、シリカ−
マグネシア等の固体酸などを挙げることができ
る。加熱温度としては酸触媒の種類、濃度等によ
つても変化するが、一般に100〜300℃の範囲内の
温度が選ばれる。
加熱処理後の有機層は、必要に応じてアルカリ
による中和処理を施したのち、これに炭素数6〜
9の芳香族炭化水素を加えてトリメチロールヘプ
タンの結晶を晶出分離する。芳香族炭化水素への
トリメチロールヘプタンの溶解度は、本発明者ら
の詳細な検討によると、温度に強く依存し、50℃
以下では実質的に不溶であるのに対し、60℃以上
では大きな溶解度を示す。したがつてこの原理を
利用することによつて高純度のトリメチロールヘ
プタンを効率よく取得することができる。前述の
Acta.Chem.Scand.,16,1062(1962)にはクロ
ロホルム溶液からトリメチロールヘプタンを結晶
として析出させることが記載されているが、クロ
ロホルムを用いた場合あるいはエステル類を用い
た場合には芳香族炭化水素のときのようなトリメ
チロールヘプタンの溶解度現象はみられず、トリ
メチロールヘプタンの取得率および純度はともに
低い。炭素数6〜9の芳香族炭化水素としてはベ
ンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、
プロピルベンゼン、トリメチルベンゼンなどを具
体的に挙げることができる。これら芳香族炭化水
素の使用量は前記有機層に対する重量比で1〜50
の範囲、とくに好ましくは5〜20の範囲内の量で
ある。
有機層からトリメチロールヘプタンを晶出分離
するに先だつて該有機層中に混在する水およびギ
酸塩をそれぞれ共沸脱水処理および過、沈降、
遠心分離などによつて予め除去することもでき、
この場合にはより高純度のトリメチロールヘプタ
ンを取得することができる。トリメチロールヘプ
タンの晶出分離に採用される温度としては20〜50
℃の範囲内の温度が選ばれる。トリメチロールヘ
プタンを晶出分離したのちの芳香族炭化水素は前
述の有機層からのトリメチロールヘプタンの晶出
分離工程に循環し再使用される。
以下実施例によつて本発明の方法を具体的に説
明する。
実施例 1 12wt.%ホルムアルデヒド水溶液500g(ホルム
アルデヒドとして2.0モル)およびテトラヒドロ
フラン500gを内容2のフラスコに仕込み、内
温を35〜40℃の範囲に保ちながら撹拌下に、n−
オクチルアルデヒド70.4g(0.55モル)と40wt.
%水酸化ナトリウム水溶液66g(水酸化ナトリウ
ムとして0.66モル)を5時間かけて同時的に連続
添加した。添加終了後、同一温度下でさらに2時
間撹拌を続けた。次に40wt.%水酸化ナトリウム
水溶液を10g添加し、還流下にさらに4時間撹拌
した。反応混合液をギ酸添加によつてPH6.8とし
たのち、テトラヒドロフランを常圧下に留去し
た。テトラヒドロフラン留去後の残液を80℃に保
つたところ二層に分離した。有機層を取出し、硫
酸水溶液(PH:1.0)100gを加え、撹拌下に8時
間100℃付近に保つた。水酸化ナトリウムによつ
て中和したのち、トルエン1000mlを用いて70℃で
抽出操作を行なつた。トルエン溶液から共沸脱水
および過によつて水および塩類を除去したのち
の液を室温まで冷却したところ白色結晶が析出
した。得られた結晶を取し、乾燥したところト
リメチロールヘプタン84gが得られた。トリメチ
ロールヘプタンの収率はn−オクチルアルデヒド
基準で80.4%であつた。
比較例 1 実施例1においてテトラヒドロフラン500gの
代わりにエタノール500gを用いた以外は実施例
1と同一の方法および条件下でトリメチロールヘ
プタンの合成を行なつた。トリメチロールヘプタ
ンの収量は55gであり、種々のエチルエーテル誘
導体が副生していた。トリメチロールヘプタンの
収率はn−オクチルアルデヒド基準で52.6%であ
つた。
実施例 2 16wt.%ホルムアルデヒド水溶液375g(ホルム
アルデヒドとして2.0モル)およびジオキサン500
gを内容2のフラスコに仕込み、内温を35〜40
℃の範囲に保ちながら撹拌下にn−オクチルアル
デヒド70.4g(0.55モル)を含むジオキサン溶液
350gと40wt.%水酸化ナトリウム水溶液66g(水
酸化ナトリウムとして0.66モル)を5時間かけて
同時的に連続添加した。添加終了後、同一温度下
でさらに2時間撹拌を続けた。次に40wt.%水酸
化ナトリウム水溶液を10g添加し、還流下さらに
4時間撹拌した。反応混合液をギ酸添加によつて
PH6.8としたのち、ジオキサンを常圧下に留去し
た。ジオキサン留去後の残液を80℃に保つたとこ
ろ二層に分離した。有機層を取出し、硫酸水溶液
(PH:1.0)100gを加え撹拌下に8時間100℃付近
に保つた。水酸化ナトリウムによつて中和したの
ち、キシレン1000mlを用いて70℃で抽出操作を行
なつた。キシレン溶液から共沸脱水および過に
よつて水および塩類を除去したのちの液を室温
まで冷却したところ白色結晶が析出した。得られ
た結晶を取し、乾燥したところトリメチロール
ヘプタン83gが得られた。
比較例 2 実施例2においてキシレンの代わりにクロロホ
ルム1000mlを用いて50℃で抽出操作を行なつた以
外は実施例2と同一の方法および条件下でトリメ
チロールヘプタンの合成を行なつた。トリメチロ
ールヘプタンの収量は64gであつた。またクロロ
ホルムの代りに酢酸n−ブチルを用いてこれと同
様の反応を行なつた場合のトリメチロールヘプタ
ンの収量は62gであつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 テトラヒドロフランまたはジオキサン中でア
    ルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸
    化物の存在下にn−オクチルアルデヒドとホルム
    アルデヒドとを反応させることによつてトリメチ
    ロールヘプタンを合成し、 2 工程(1)で得られる反応混合液を蒸留に付して
    テトラヒドロフランまたはジオキサンを留去し、
    次いで蒸留残液を60℃以上の温度に保持すること
    によつて有機層と水層とに分離し、 3 工程(2)で得られる有機層を酸触媒および水の
    存在下に加熱処理したのち、これに炭素数6〜9
    の芳香族炭化水素を加えてトリメチロールヘプタ
    ンの結晶を晶出分離する、 ことを特徴とするトリメチロールヘプタンの製造
    方法。
JP58010222A 1983-01-24 1983-01-24 トリメチロ−ルヘプタンの製造方法 Granted JPS59137431A (ja)

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JP2824060B2 (ja) * 1988-04-20 1998-11-11 株式会社クラレ 1,1,7−トリメチロールヘプタン
CN1819965A (zh) 2003-08-06 2006-08-16 奥蒂斯电梯公司 减震联结器

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